該 ADS1231 是一種精密的 24 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。該 ADS1231 配備了內(nèi)置低噪聲放大器、內(nèi)置振蕩器、精密三階 24 位 delta-sigma 調(diào)制器和橋式電源開(kāi)關(guān)，為橋梁傳感器應(yīng)用（包括稱重秤、應(yīng)變計(jì)和負(fù)荷傳感器）提供了完整的前端解決方案。
*附件：ads1231.pdf

低噪聲放大器增益為128，支持全刻量差分輸入±19.5mV。 ADC具有24位分辨率，由三階調(diào)制器和四階數(shù)字濾波器組成。支持兩種數(shù)據(jù)速率：10SPS（支持50Hz和60Hz抑制）和80SPS。ADS1231可以進(jìn)入低功耗待機(jī)模式，或在關(guān)機(jī)模式下完全關(guān)閉。

ADS1231由專用引腳控制;沒(méi)有數(shù)字寄存器可供編程。數(shù)據(jù)通過(guò)易于隔離的串行接口輸出，直接連接到MSP430及其他微控制器。

ADS1231采用SO-16封裝，規(guī)格范圍為–40°C至+85°C。

特性

• 橋式傳感器的完整前端
• 內(nèi)置放大器，增益為128
• 內(nèi)部振蕩器
• 橋式傳感器的低側(cè)電源開(kāi)關(guān)
• 低噪聲：35nVrms
• 可選數(shù)據(jù)速率：10SPS 或 80SPS
• 同時(shí)以10SPS進(jìn)行50Hz和60Hz拒絕
• 輸入EMI濾波器
• 外部電壓參考，最高可達(dá)5伏，用于比分測(cè)量
• 簡(jiǎn)單的針驅(qū)動(dòng)控制
• 雙線串行數(shù)字接口
• 供電范圍：3V至5.3V
• 包裹：SOIC-16
• 溫度范圍：–40°C至+85°C
• 應(yīng)用
  • 體重秤
  • 應(yīng)變計(jì)
  • 載荷傳感器
  • 工業(yè)過(guò)程控制

參數(shù)

方框圖

ADS1231 是德州儀器（TI）推出的 24 位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），專為橋式傳感器設(shè)計(jì)，集成低噪聲放大器、內(nèi)部振蕩器、橋式電源開(kāi)關(guān)等功能，核心優(yōu)勢(shì)為高分辨率、低噪聲與完整前端解決方案，適配電子秤、應(yīng)變片、稱重傳感器等高精度力 / 壓力測(cè)量場(chǎng)景。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能指標(biāo)

• 采樣與精度 ：24 位分辨率無(wú)丟失碼，支持 10 SPS（低噪聲）與 80 SPS（高速）兩檔采樣率；積分非線性（INL）±8 ppm，輸入失調(diào)誤差 10 μV，失調(diào)漂移 ±20 nV/°C，增益漂移 ±2 ppm/°C，精度穩(wěn)定性優(yōu)異。
• 動(dòng)態(tài)性能 ：10 SPS 時(shí)噪聲低至 35 nVrms，80 SPS 時(shí)為 102 nVrms；共模抑制比（CMRR）110 dB，電源抑制比（PSRR）100 dB，10 SPS 模式下可同時(shí)抑制 50 Hz/60 Hz 工頻干擾。
• 輸入與參考 ：差分輸入范圍 ±19.5 mV（5 V 供電）/±11.7 mV（3 V 供電），內(nèi)置增益 128 的低噪聲放大器；支持 1.5~5.3 V 外部參考電壓，參考輸入電流僅 10 nA。
• 功耗與供電 ：模擬 / 數(shù)字電源統(tǒng)一為 3~5.3 V；正常工作功耗 5 mW（5 V）/2.9 mW（3 V），待機(jī) / 掉電模式功耗低至 0.1 μA，低功耗特性突出。

2. 環(huán)境與封裝

• 工作溫度：-40°C 至 85°C，滿足工業(yè)級(jí)寬溫要求；
• 封裝形式：16 引腳 SOIC 封裝，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，引腳鍍層為 NIPDAU，MSL 等級(jí) 2，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護(hù)：人體模型（HBM）±2 kV、充電設(shè)備模型（CDM）±500 V，防護(hù)性能適配工業(yè)操作環(huán)境。

二、關(guān)鍵功能特性

1. 傳感器適配設(shè)計(jì)

• 完整前端解決方案：集成低側(cè)電源開(kāi)關(guān)（SW 引腳），可控制橋式傳感器電源通斷，待機(jī) / 掉電時(shí)斷開(kāi)傳感器電源，降低系統(tǒng)功耗。
• 低噪聲放大：內(nèi)置斬波穩(wěn)定放大器，增益固定 128，搭配外部 0.1 μF 電容構(gòu)成低通濾波器，抑制高頻噪聲與斬波殘留，提升溫度漂移性能。
• 輸入保護(hù)：模擬輸入內(nèi)置 ESD 防護(hù)二極管與 EMI 濾波器（截止頻率 20 MHz）， differential 輸入電流 ±2 nA，減少對(duì)傳感器信號(hào)的干擾。

2. 時(shí)鐘與濾波

• 時(shí)鐘靈活選擇：支持內(nèi)部振蕩器（默認(rèn)）或外部時(shí)鐘（1~6 MHz），外部時(shí)鐘可精準(zhǔn)調(diào)整采樣率與濾波特性。
• 數(shù)字濾波：采用 4 階 sinc 濾波器，10 SPS 模式下 - 3 dB 截止頻率 3.32 Hz，80 SPS 模式下為 11.64 Hz，工頻干擾抑制能力強(qiáng)。

3. 控制與接口

• 引腳化控制：無(wú)寄存器設(shè)計(jì)，通過(guò) SPEED 引腳選擇采樣率，PDWN 引腳控制掉電，無(wú)需復(fù)雜編程，配置簡(jiǎn)單。
• 串行接口：兩線制串行接口（SCLK/DRDY/DOUT），DRDY 引腳指示數(shù)據(jù)就緒，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制補(bǔ)碼格式 MSB 優(yōu)先輸出，支持部分位讀取，適配 MSP430 等微控制器。
• 低功耗模式：支持待機(jī)模式（SCLK 保持高電平激活）與掉電模式（PDWN 拉低激活），掉電后僅需 7.95 μs 喚醒時(shí)間，適配電池供電設(shè)備。

三、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 稱重與力測(cè)量：電子秤、稱重傳感器、應(yīng)變片信號(hào)轉(zhuǎn)換；
• 工業(yè)測(cè)控：壓力傳感器、橋式變送器、工業(yè)過(guò)程控制中的高精度數(shù)據(jù)采集。

2. 硬件設(shè)計(jì)建議

• 供電與去耦 ：AVDD 與 DVDD 需共地供電，電源引腳就近放置 0.1 μF 陶瓷電容 + 1 μF 鉭電容去耦，減少電源噪聲。
• 傳感器連接：橋式傳感器輸出直接接入 AINP/AINN 引腳，VREFP/VREFN 連接傳感器參考端，SW 引腳接入傳感器低側(cè)電源回路，實(shí)現(xiàn)傳感器電源聯(lián)動(dòng)控制。
• 濾波配置：CAP 引腳需外接 0.1 μF NPO/C0G 電容，與內(nèi)部電阻構(gòu)成低通濾波器，電容需緊貼引腳放置以保證濾波效果。
• 布局規(guī)范：模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分離布線，參考電壓回路遠(yuǎn)離數(shù)字噪聲源；輸入信號(hào)線短路徑布線，減少寄生電容與干擾耦合。

3. 軟件與配置

• 采樣率選擇：高精度測(cè)量場(chǎng)景選 10 SPS（工頻抑制 + 低噪聲），動(dòng)態(tài)測(cè)量場(chǎng)景選 80 SPS（高速響應(yīng)）。
• 數(shù)據(jù)讀?。旱却?DRDY 引腳拉低后，通過(guò) SCLK 上升沿讀取 24 位數(shù)據(jù)，可僅讀取有效位以提升效率；輸入信號(hào)突變后需丟棄前 4 次讀數(shù)，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定。
• 模式切換：無(wú)需連續(xù)采樣時(shí)，激活待機(jī) / 掉電模式降低功耗；喚醒后首組數(shù)據(jù)即可有效，無(wú)需額外校準(zhǔn)。

四、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)與選型適配

• 核心優(yōu)勢(shì)：集成度高（無(wú)需額外放大器 / 電源開(kāi)關(guān)）、噪聲低（適配小信號(hào)傳感器）、工頻抑制能力強(qiáng)（無(wú)需外部濾波電路），簡(jiǎn)化橋式傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
• 選型建議：電子秤、高精度稱重等對(duì)噪聲與穩(wěn)定性要求極高的場(chǎng)景優(yōu)先選擇；需兼顧速度與精度的工業(yè)測(cè)控場(chǎng)景可切換采樣率使用；電池供電設(shè)備可充分利用其低功耗模式延長(zhǎng)續(xù)航。